Morskie elektrownie 1 wiatrowe, statystyka, technika i technologia Dr inż. Jacek NOWICKI Sekretarz Generalny STOWARZYSZENIE ELEKTRYKÓW POLSKICH Targi greenpower, Poznań, 07 maja 2019 r.
2 Morskie elektrownie wiatrowe w Europie i na świecie nieco statystyki Statystyka 2018 r. dane historyczne i prognozy
3 Moc instalowana rocznie w MEW w Europie i skumulowana moc zainstalowana [MW]
4 Skumulowana moc zainstalowana w MEW na świecie i [MW] 2013-2023
5 Skumulowana moc zainstalowana w MEW na świecie i [MW] 2017-2025 Source: Bloomberg New Energy Finance. Note: Other includes: Finland, France, Ireland, Italy, Japan, Korea, Taiwan, U.S., Norway, Portugal, and Sweden.
6 Moc zainstalowana w 2018 r. w MEW w poszczególnych krajach Europy [MW]
7 Nowe MEW włączone do sieci w poszczególnych krajach Europy
8 Sumaryczna moc MEW na poszczególnych akwenach w 2018 r. [MW] (Europa)
9 Średnia moc znamionowa instalowanych nowych turbin dla MEW [MW]
10
11 Średnia moc MEW w budowie i włączonych do sieci w danym roku
12 Liczba turbin przypadających na MEW w funkcji mocy jednostkowej turbiny (Europa)
13 Europejskie MEW w budowie 2018 r. głębokość wody [m], odległość od brzegu [km], moc zainstalowana (wielkość krążka)
14 Przewidywane europejskie MEW stale mocowane do dna morskiego głębokość wody [m], odległość od brzegu [km], moc zainstalowana (wielkość krążka)
15 Udziały rynkowe poszczególnych producentów turbin morskich elektrowni wiatrowych w 2018 r. w Europie
16 Udziały rynkowe poszczególnych producentów turbin morskich elektrowni wiatrowych zainstalowanych w Europie
17 Turbiny wiatrowe dla MEW nowe technologie
18 Heliade-x nowa turbina GE Renewable Energy o mocy znamionowej 12 MW
19 Główne podzespoły turbiny wiatrowej Gondola Łożyska główne Łopata wirnika Kołpak Wieża Odlew piasty wirnika Wał główny Generator Przekładnia Podstawa gondoli
20 Łopaty wirników - inżynieria materiałowa Technologie materiałowe: - Kompozyty z włókien szklanych i węglowych - Kompozyty z włókien aramidowych i bazaltowych - Kompozyty hybrydowe - Kompozyty z włókien naturalnych - Materiały termoutwardzalne - Materiały termoplastyczne - Polimery i kompozyty nanoinżynieryjne - https://www.mdpi.com/1996-1944/10/11/1285/htm
21 Łopaty wirników aerodynamika Optymalizacja profilu i kształtu łopat wirnika przy szerokim zastosowaniu modelowania numerycznego; Np. zastosowanie generatorów wirów na powierzchniach łopat dla utrzymania laminarnego przepływu powietrza i redukcji oderwania strug od łopaty (zwiększenie ilości energii generowanej rocznie (AEP) o 1,5 do 3%). https://www.mdpi.com/1996-1944/10/11/1285/htm
22 Segmented Ultralight Morphing Rotors (SUMR) Segmented Ultralight Morphing Rotors enable 50-megawatt wind turbines that may reduce off-shore energy costs by 50%. https://sumrwind.com/ Segmentowe ultralekkie wirniki SUMR umożliwią skonstruowanie turbin wiatrowych o mocy 50 megawatów, które mogą obniżyć koszty energii generowanej w MEW o 50%.
23 Łożyska wał główny przekładnia ultra duże łożyska baryłkowe łożyska walcowe przekładnia ustawienia gondoli generator łożyska stożkowe gondola łożyska izolacyjne (megaohm) https://www.ntnglobal.com/en/corporate/digest/business01.html
24 Przekładnie turbin wiatrowych Nowe technologie np. wykorzystanie techniki niskich temperatur (procesy kriogeniczne) dla zwiększenia trwałości elementów ze stali nierdzewnej nawet o kilkaset procent w stosunku do obecnej trwałości i odporności na zużycie.
Alternatywne sposoby posadowienia wieży 25 monopile four-legged jacket, twisted jacket semi-submersible platform tension-leg platform spar buoy https://www.renewableenergyworld.com/articles/print/volume-19/issue- 10/features/wind/foundation-first-designing-offshore-wind-turbine-substructures-for-maximumcost-reduction.html
26 Sposoby posadowienia wieży w europejskich MEW
27 Turbiny morskie HAWT versus VAWT https://phys.org/news/2012-07-offshore-vertical-axis-turbines-closer.html
28 Większe turbiny postęp technologii pozwala na zmniejszenie masy części maszynowej
29 Superconducting Wind Turbine Nadprzewodnikowa turbina wiatrowa: 10- megawatowy generator turbiny zaprojektowany w ramach projektu Suprapower wykorzystuje elementy nadprzewodnikowe z dwuborku magnezu (MgB 2 ) tworzące elektromagnesy wirnika. Każdy z 48 magnesów jest chłodzony do poziomu poniżej 40 kelwinów i znajduje się we własnym kriostacie. https://spectrum.ieee.org/green-tech/wind/the-troubledquest-for-the-superconducting-wind-turbine
30 Nowe koncepcje konwersji energii wiatru np. VIV Bezłopatkowa turbina wiatrowa wychwytuje energię wiatru dzięki zjawisku rezonansu wywołanemu przez efekt aerodynamiczny zwany zrzucaniem wirów. Wiatr opływający pionowy cylinder modyfikuje przepływ generując cyklicznie powtarzające się wiry. Gdy częstotliwość ich powstawania jest wystarczająco bliska częstotliwości własnej cylindra, zaczyna on oscylować i wchodzi w rezonans z wiatrem. Zjawisko to znane jest jako Vortex Induced Vibration (VIV). https://vortexbladeless.com/technology-design/
31 Dziękuję za uwagę https://www.wind-energy-the-facts.org/future-trends-for-offshore-wind.html